歴史 この共同研究は2014年7月に開始され[ 10 ] 、建設は2015年1月10日に始まった[ 5 ]。 当初は2023年にデータ収集を開始する予定だったが[ 11 ] 、3億7600万米ドルの施設[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] は 2025年8月26日に実験を開始した[ 15 ] [ 6 ] [ 8 ] 。
大亜湾原子炉ニュートリノ実験 の後継として計画されたこの実験は、当初は同じ地域に設置される予定だったが、その地域に3基目の原子炉(陸豊原子力発電所 )が建設されることで、原子炉から一定の距離を保つ必要があるこの実験が中断されることになった。[ 7 ] : 9
2015年、JUNOは他のものより光子を収集する効率が2倍高い光子管を開発した。[ 9 ]
2026年、JUNOは2か月分のデータを用いて、ニュートリノがどのようにアイデンティティを転換できるかの詳細をより高い精度で捉えた。[ 9 ]
ニュートリノ(どの種類でも)の質量は3つの値を取り得る。2つの値は互いに近く、3つ目の値はそれらとの間に大きな差がある。2つの値が小さく、1つが大きいか、あるいはその逆である。
検出器 JUNO検出器 主検出器は、直径35.4 m (116 フィート)の透明な アクリルガラス 球で構成され、その中に 20,000トンの線状アルキルベンゼン 液体シンチレーター が入っています。この球は、約 43,200 個の光 電子増倍 管 (直径20 インチ (51 cm) の大型管 17,612 個と、その間の隙間を埋める3 インチ (7.6 cm) の管 25,600 個) を支えるステンレス鋼のトラスに囲まれており、ミューオン ベトーとして追加の 2,400 個の光電子増倍管を備えた水槽に浸されています。[ 13 ] [ 16 ] 建設は完了し、2025 年に運用が開始されました。[ 6 ] 検出器は地下700 m (2,300 フィート) に設置されており、バックグラウンドを低減し、優れたエネルギー分解能でニュートリノを検出できるようになっています。[ 4 ] 被覆層には270mの花崗岩の山が含まれており、宇宙ミューオンのバックグラウンドを低減する。[ 17 ]
原子炉までの距離がはるかに長いため(大亜湾遠方検出器の場合は2km未満 )、この実験ではニュートリノ振動をより正確に識別できるが、十分な数の原子炉ニュートリノを検出するには、はるかに大型で遮蔽性能の高い検出器が必要となる。
物理 電子ニュートリノ(黒)がミューニュートリノ(青)またはタウニュートリノ(赤)に振動する確率を、発生源からの距離の関数として予測した図。既存の短基線実験では、黒色の曲線の最初の小さな落ち込みが500 km/GeVで観測されている。JUNOは16000 km/GeVで大きな落ち込みを観測する予定である 。エネルギーが約3 MeVの原子炉ニュートリノの場合 、距離はそれぞれ約1.5 kmと約50 kmである。この図は仮定された混合パラメータに基づいており、実際の形状は異なるため、実際のパラメータを計算することができる。 JUNO検出器によるニュートリノ振動 測定の主なアプローチは、電子反ニュートリノ(ν e ) 約53km原子力発電所 から来ている 。 [ 17 ] 検出器に到達するニュートリノの予想レートは発電所内のプロセスからわかっているので、特定のニュートリノフレーバー は遷移プロセスの兆候となる可能性がある。 [ 17 ] JUNOデータはニュートリノレス二重ベータ崩壊 についての洞察も提供する可能性がある。 [ 18 ]
実験の定量的部分では、距離の関数としてニュートリノのフレーバー振動を測定する必要があります。原子炉と検出器はどちらも完全に不動であるため、これは不可能に思えますが、振動速度はエネルギーによって変化します(詳細は「ニュートリノ振動 § 伝播と干渉」 を参照)。原子炉はさまざまなエネルギーのニュートリノを放出するため、各ニュートリノのエネルギーを測定できる精度によって制限される、さまざまな有効距離を観測できます。
主な目的ではないものの、この検出器は、大気ニュートリノ 、地磁気ニュートリノ 、超新星 からのニュートリノ にも感度を持つ。
JUNOは、検出器を通過する際にフレーバーが切り替わらない電子ニュートリノの数と、その数がニュートリノのエネルギーによってどのように変化するかを計測します。物理学者たちは、ニュートリノがどのように、そしてどのくらいの頻度でフレーバーを切り替えるかを推定する理論モデルを開発しました。JUNOは、以前よりも1.6倍高い精度で2つのパラメータを測定しました。[ 9 ]
予想される感度 大亜湾とRENOは θ13 を測定し、ゼロでない大きな値であることを確認した。数年後には、大亜湾は約4%の精度で、RENOは約7%の精度で値を測定できるようになるだろう。JUNOは、いくつかのニュートリノパラメータの不確実性を1%未満に改善するように設計されている。[ 19 ]
参考文献 ↑ 彼、ミャオ族(2014 年 9 月 9 日)。江門地下ニュートリノ観測所 (JUNO) (PDF) 。ニュートリノ振動ワークショップ。コンカ・スペッキウッラ(イタリア、レッチェ、オトラント)。 9ページには、複合施設の地形図が示されており、図の上部近くに特徴的なC字型の湖が描かれています。この湖は明らかに北緯22度07分30秒、 東経112度30分34秒 (北緯 22.1250度 、東経 112.5095度) にある湖です( JUNO付近の湖 ) 。画像を地図に合わせて縮尺調整すると、実験は上記の座標に位置することがわかります。↑ 彼、ミャオ族(2014 年 9 月 9 日)。 江門地下ニュートリノ観測所 (JUNO) (PDF) 。 ニュートリノ振動ワークショップ 。コンカ・スペッキウッラ(イタリア、レッチェ、オトラント)。 9ページには、複合施設の地形図が示されており、図の上部近くに特徴的なC字型の湖が描かれています。この湖は明らかに北緯22度07分30秒、 東経112度30分34秒 (北緯 22.1250度 、東経 112.5095度) にある湖です( JUNO付近の湖 ) 。画像を地図に合わせて縮尺調整すると、実験は上記の座標に位置することがわかります。↑ Ciuffoli, Emilio; Evslin, Jarah; Zhang, Xinmin (2013 年 8 月) 「原子炉実験によるニュートリノ質量階層」 Physical Review D . 88 (3) 033017. arXiv : 1302.0624 . Bibcode : 2013PhRvD..88c3017C . doi : 10.1103/PhysRevD.88.033017 . S2CID 119233801 . 1 2 Li, Yu-Feng; Cao, Jun; Wang, Yifang ; Zhan, Liang (2013年7月16日). "原子炉ニュートリノを用いたニュートリノ質量階層の明確な決定". Physical Review D . 88 (1) 013008. arXiv : 1303.6733 . Bibcode : 2013PhRvD..88a3008L . doi : 10.1103/PhysRevD.88.013008 . S2CID 118409330 . 1 2 「JUNOでの起工式」 (プレスリリース)。IHEP 。 2015年1月10日。Interactions NewsWire経由で 2015 年 1月12日 に取得。 1 2 3 「中国の超大型ニュートリノ検出器が「ゴースト粒子」の探索に向けて稼働を開始」 「(プレスリリース)。中国科学院 。2025年8月26日。 2025年 9月24日 取得 。」1 2 Wang, Yifang (2014年6月24日). JUNO実験 (PDF) . 大規模ニュートリノインフラストラクチャに関する国際会議 . パリ. 1 2 Abusleme, Angel; et al. (2025年11月18日). "JUNO検出器の初期性能結果". arXiv : 2511.14590 [ hep-ex ]. 1 2 3 4 Castelvecchi, Davide (2026-06-10). 「中国の検出器がニュートリノ質量の謎の解明に近づく」 Nature . doi : 10.1038 /d41586-026-01851-8 . ISSN 0028-0836 . ↑ 「JUNO国際協力体制が確立」 。Interactions NewsWire 。2014年7月30日。 2016年6月21日に オリジナル からアーカイブ。 2015年 1月12日 取得 。 ↑ JUNOウェブサイト、2022年7月23日、Wayback Machine に2022年10月29日に アーカイブ済み、 Guo, Cong (2019年10月23日 )。「江門地下ニュートリノ観測所の現状」。arXiv : 1910.10343 [ physics.ins-det ]。 ↑ Conroy, Gemma (2024年3月15日). 「中国の巨大地下ニュートリノ研究所、宇宙の謎を探る準備」 . Nature . 627 (8005): 715–716 . Bibcode : 2024Natur.627..715C . doi : 10.1038/d41586-024-00694-5 . PMID 38485831 . 1 2 Stock, Matthias Raphael (2023 年 12 月). JUNO 実験の現状と展望 . 第 17 回タウ レプトン物理学に関する国際ワークショップ. ケンタッキー州ルイビル. arXiv : 2405.07321 . ↑ 「物理学の謎を解明する任務を負った中国の地下研究所の内部」 。 ロイター 。2024年10月16日。 2024年 11月19日 閲覧 。 ↑ 「JUNO実験がデータ収集を開始」 (プレスリリース)。 合同原子核研究所 。2025年8月26日。 2025年 9月24日 閲覧 。 ↑ Xiao, Mengjiao (2016年11月3日). JUNO中央検出器とその較正戦略 (PDF) . 次世代核子崩壊およびニュートリノ検出器に関する国際ワークショップ(NNN16) . 中国、北京。 1 2 3 「JUNO の紹介」 . IHEP の JUNO . 2013-09-12. 2014-12-02 の オリジナルからアーカイブ済み。2015-01-12 に 取得 。 ↑ Ge, Shao-Feng; Kong, Chui-Fan; Lindner, Manfred; Pinheiro, João Paulo (2026-03-11). "JUNOの最初のデータに基づくニュートリノレス二重ベータ崩壊" . Journal of High Energy Physics . 2026 (105). doi : 10.1007/JHEP03(2026)105 . 2026-05-23 に取得. ↑ Li, Yu-Feng (2014年2月25日). "江門地下ニュートリノ観測所(JUNO)の概要". International Journal of Modern Physics: Conference Series . 31 : 1460300. arXiv : 1402.6143 . Bibcode : 2014IJMPS..3160300L . doi : 10.1142/S2010194514603007 . S2CID 118556513 .
外部リンク 江門地下ニュートリノ観測所ウェブサイト 上海交通大学のJUNO INFN のJUNO関連文書T. Adam; et al. (2015年9月20日). "JUNO概念設計レポート". arXiv : 1508.07166 [ physics.ins-det ].